Investigação do uso de polietileno de ultra alto peso molecular como matriz em compósitos reforçados com fibras de vidro

• Autor(a) principal: Suzuki, Katia Cellise
• Data de Publicação: 2009
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/24744
• topic: Engenharia de materiais; UHMWPE; Composites; Glass; Coupling

O Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular é um polímero de engenharia que apresenta propriedades excepcionais devido à grande extensão de suas cadeias lineares. Atualmente, a maior parte da produção mundial de polietileno de ultra alto peso molecular é voltada para aplicações industriais e seu consumo vem crescendo graças à enorme variedade de usos. A utilização de polietileno de ultra alto peso molecular como reforço fibroso de alta resistência mecânica em materiais compósitos é bastante explorada e estudada. Contudo, poucos estudos tem sido feitos na área de materiais compósitos em relação a sua aplicação como matriz termoplástica em compósitos poliméricos reforçados. Este trabalho visa investigar a possibilidade de se fabricar materiais compósitos de matriz polimérica fazendo uso do polietileno de ultra alto peso molecular como a fase contínua e fibras curtas de vidro como reforço. Medidas de densidade foram realizadas nas fibras e na matriz, para determinação dos teores volumétrico e mássico de cada fase. Misturas contendo 20% em volume de fibras de vidro foram pré-impregnadas pela resina de polietileno de ultra alto peso molecular em pó. Avaliou-se a influência do agente de pegajosidade (óleo mineral e aditivo estabilizante) utilizados na pré-impregnação das fibras. Compósitos poliméricos foram moldados por compressão a quente e avaliados em ensaios físicos de tração, flexão e impacto. Estudou-se também a influência do pré-tratamento das fibras com agente de acoplamento frente às propriedades mecânicas do compósito. Não foram observadas variações significativas nas propriedades mecânicas dos compósitos com óleo mineral e com estabilizante. Observou-se que amostras pré-impregnadas usando estabilizante apresentavam melhor homogeneidade de propriedades do que aquelas pré-impregnadas usando óleo mineral. A adição do agente de acoplamento nas fibras de vidro resultou em melhoras significativas maiores que 25% na resistência a tração e no módulo de flexão dos compósitos. Em comparação com placas moldadas de polietileno de ultra alto peso molecular, os compósitos apresentaram resistência a tração menor, devido a falhas na impregnação das fibras pela resina. Em ensaios de impacto Izod, notou-se que os compósitos apresentaram resistências similares às da resina. Apresentaram também melhoras de até 280% no módulo de flexão, indicando, portanto a viabilidade da utilização deste material em aplicações em que alta rigidez é priorizada em relação à resistência tração.